Введение к работе
Разработка остеопластических материалов была и остается актуальной проблемой современной медицины и, в том числе, стоматологии. Число работ, посвященных изучению свойств известных и новых материалов, способных заполнить костные дефекты и инициировать построение костной ткани, непрерывно растет. Основной тенденцией в развитии этого важного направления в настоящее время является замена материалов биогенного происхождения на искусственные. К этому имеется много предпосылок, основными из них являются: иммуногенность, высокая вероятность переноса трансмиссионных заболеваний, трудности хранения и стерилизации материалов, взятых у биологических объектов и др. Усилиями отечественных и зарубежных ученых и технологов разработана серия синтетических материалов, используемых в остеопластике. Эти материалы лишены токсических свойств, не вызывают сенсибилизации организма, резорбируются с замещением полноценной костной тканью, легко стерилизуются и хорошо хранятся, они удобны для применении в клинике (Леонтьев В.К., Воложин А.И., Курдюмов С.Г., 1995). Отечественными фирмами: Интермедапатит, Остам-100, ЗАО «Полистом» и др. разработана серия синтетических остеопластических материалов, которые широко используются в клинической стоматологической практике (А.И. Воложин и др., 1998-2002; А.И. Воложин и др., 2004; С.Г. Курдюмов и др., 2000; А.Ю. Дробышев, 2001). Основным составляющим этих материалов является синтетический или (реже) природный минеральный компонент (гидроксиапатит и другие фосфорно-кальциевые соединения) (Леонтьев В.К., 1996; Воложин А.И., Курдюмов С.Г., Истранов Л.П., Орловский В.П., 1998) и коллаген животного происхождения, а также искусственные полимеры: полиэтилен, полиамид и др. (Воложин А.И., Агапов B.C. и др., 2000) В стоматологической практике и, в частности, в пародонтологии широкое
С. Петербург '/
4 применение нашли остеопластические материалы, выполненные на основе синтетического гидроксиапатита, трикальцийфосфата и коллагена, выделенного из кожи животных (Орловский В.П., Баринов СМ., Курдюмов С.Г. 2000; Янушевич О.О., 2001). Однако клиническая практика показывает, что в стоматологии и, особенно в пародонтологаи часто возникает необходимость в применении более эффективных материалов, обладающих повышенными остеопластическими свойствами. Это в первую очередь обусловлено низкой регенераторной способностью альвеолярной кости, особенностью ее анатомического расположения, легкой подверженностью инфицированию со стороны полости рта. Применение современной мембранной техники, бактерицидных препаратов и других средств не всегда позволяет в достаточной мере обеспечить оптимальные условия для восстановления тканей при прогрессирующих воспалительно-дистрофических процессах в пародонте (Г.М. Барер, Т.И. Немецкая, 1996). Поэтому улучшение остеопластических свойств материалов, является актуальной проблемой стоматологии и патофизиологии. С этой целью используются различные методы и технологии. Наиболее эффективным, является, по-видимому, введение в состав остеопластических материалов веществ, способствующих репаративному остеогенезу, которые разрешены к применению в медицинской практике.
Анализ данных литературы показывает, что в механизмах репаративного остеогенеза важная роль принадлежит таким важным веществам экстрацеллюлярного матрикса как сульфатированные и несульфатированные гликозаминогликаны. Из них в медицинской практике применяются хондроитинсульфат и гиалуроновая кислота. Возможно, что введение этих веществ в состав остеопластических материалов, улучшит их свойства, повысит эффективность лечения пародонтологических больных, и найдет более широкое применение в стоматологии. Для обоснования целесообразности и эффективности практического применения остеопластических материалов содержащих хондроитинсульфат и
5 гиалуроновую кислоту, необходимо проведение доклинического исследования, что и послужило основанием для проведения данной работы. Цель работы: Улучшение регенераторных свойств остеопластического материала Гапкол путем введения в его состав хондроитинсульфата и гиалуроновой кислоты. Задачи исследования
-
Использовать длительные культуры костного мозга декстеровского типа для определения биосовместимости и процессов формирования кроветворного микроокружения при использовании остеопластических материалов Гапкол и Гапкол содержащих препараты: гиалуроновую кислоту и хондроитинсульфат.
-
Определить количество и соотношение стромальных и кроветворных клеток на остеопластических материалах Гапкол, в зависимости от их состава: содержащих гиалуроновую кислоту и хондроитинсульфат, в динамике 4-недельного культивирования с декстеровской культурой костного мозга.
-
Оценить характер течения репаративных процессов в экспериментально воспроизведенных костных дефектах нижней челюсти при закрытии их обычным Гапколом
-
Определить особенности регенерации костной ткани челюсти после закрытия костного дефекта челюсти Гапколом, содержащим гиалуроновую кислоту, в динамике после травмы.
-
Исследовать динамику регенерации костной ткани челюсти при закрытии костных дефектов Гапколом, содержащем хондроитинсульфат.
-
Применить композицию Гапкола с комплексом препаратов гиалуроновой кислоты и хондроитинсульфата для ускорения темпов образования полноценного костного и костно-хрящевого регенерата после травмы челюсти в эксперименте.
Научная новизна
Впервые показано, что на остеопластических материалах Гапкол происходит развитие стромальных и кроветворных клеток, и идут процессы формирования кроветворного микроокружения, обеспечивающего нормальное кроветворение. С увеличением времени культивирования на материалах наблюдается постепенное возрастание содержания стромальных и значительное увеличение содержания кроветворных клеток. Добавление к Гапколу гиалуроновой кислоты или хондроитинсульфата, а также их совместное введение приводит к увеличению числа стромальных и, особенно, кроветворных клеток в динамике 4-недельного культивирования, в среднем на 20-25%, по сравнению с показателями при использовании обычного Гапкола.
Репаративные процессы в экспериментально воспроизведенных костных дефектах нижней челюсти в эксперименте при закрытии их обычным Гапколом характеризуются интенсивным новообразованием остеогенной соединительной ткани и костных структур. В результате закрытия костного дефекта челюсти Гапколом, содержащим только гиалуроновую кислоту, развиваются воспалительно-продуктивные реакции с лимфомакрофагальными инфильтратами, торможение процессов регенерации и интенсификация образования хрящевой ткани в регенерате. Закрытие костных дефектов челюсти Гапколом с хондроитинсульфатом приводит вначале к образованию соединительно-тканного регенерата с последующей его оссификацией и формированием костных структур. Для этой композиции характерно осуществление репараторного остеогенеза через фазу хондропоэза по энхондральному и перихондральному типу. К 90 суткам регенерации превалируют явления вторичной перестройки уже сформированной костной ткани.
Новыми являются данные о том, что применение композиции Гапкола с комплексом препаратов гиалуроновой кислоты и хондроитинсульфата
7 существенно ускоряет темпы образования полноценного костного и костно-хрящевого регенерата.
Практическое значение
Практическое значение имеют данные о том, что для оценки свойств остеопластических материалов следует использовать комплекс методов, включающих оценку их биосовместимости, а также остеоиндуктивньк и остеоинтегративных свойств. Объективным способом определения биосовместимости материалов является применение длительных культур костного мозга декстеровского типа, которые также позволяют оценить условия создания микроокружения для остеогенных клеток, участвующих в регенерации костной ткани.
В результате доклинического испытания остеопластических материалов показано, что наиболее эффективная реализация остеогенного потенциала клеток, участвующих в репаративном процессе челюсти, происходит при использовании материала Гапкол, содержащего коллаген, гидроксиапатит с добавлением гиалуроновой кислоты и хондроитинсульфата.
Положення, выносимые на защиту
-
На остеопластических материалах Гапкол происходят процессы формирования нормального кроветворного микроокружения и постепенное увеличение содержания стромальных и кроветворных клеток. Добавление к Гапколу гиалуроновой кислоты или хондроитинсульфата, а также их совместное применение приводит к увеличению числа клеток в динамике 4-недельного культивирования, в среднем на 20-25%.
-
Репаративные процессы в экспериментально воспроизведенных костных дефектах нижней челюсти в эксперименте при закрытии их обычным Гапколом характеризуются интенсивным новообразованием остеогенной соединительной ткани и костных структур. В результате закрытия костного дефекта челюсти Гапколом с гиалуроновой
8 кислотой, развиваются воспалительно-продуктивные реакции и интенсификация образования хрящевой ткани в регенерате.
-
Закрытие костных дефектов челюсти Гапколом с хондроитинсульфатом приводит к осуществлению репараторного остеогенеза через фазу хондропоэза по энхондральному и перихондральному типу.
-
Применение композиции Гапкола с комплексом препаратов гиалуроновой кислоты и хондроитинсульфата существенно ускоряет темпы образования полноценного костного и костно-хрящевого регенерата.
-
Для доклинической оценки свойств остеопластических материалов следует использовать комплекс методов in vivo и in vitro, включающих оценку биосовместимости, а также их остеоиндуктивных и остеоинтегративных свойств.
Внедрение результатов работы
Разработанные методы оценки свойств остеопластических материалов внедрены в учебный процесс на кафедре госпитальной терапевтической стоматологии, в учебный процесс и научную работу кафедры патологического физиологии стоматологического факультета ГОУ ВПО МГМСУМЗРФ. Апробация работы Основные результаты работы доложены на:
1 Российском Конгрессе по патофизиологии с международным участием, октябрь, 2004 г.;
на совместном заседании кафедр госпитальной терапевтической стоматологии и патологической физиологии стоматологического факультета ГОУ ВПО МГМСУ МЗ РФ 24 марта 2005 года.
Объем и структура диссертации
